Подгруппа кислорода

Цель работы: Познакомиться с лабораторными способами получения кислорода, озона, пероксида водорода и их свойствами; со свойствами серы, способами получения и свойствами ее соединений.

Кислород. Озон. Пероксиды

Опыт 1Л. Получение кислорода

Соберите прибор для получения газов, состоящий из пробирки с газоотводной трубкой. Проверьте его на герметичность (Вспомните, как!).

П

робирку на 1/4 ее объема заполните перманганатом калия, у отверстия пробирки положите рыхлый комочек ваты, т.к. перманганат летуч. Закрепите пробирку в штативе почти горизонтально (донышко чуть выше отверстия). Подготовьте все необходимое для собирания кислорода методом вытеснения воздуха (2 сосуда) и воды (2сосуда) (см. рис.).

Слегка прогрейте пробирку по всей длине, а затем нагревайте содержимое у самого дна, перемещая пламя горелки по мере разложения KMnO₄. Проверьте выделяющийся газ тлеющей лучинкой. Если она вспыхивает, вначале соберите кислород в 2 сосуда методом вытеснения воды. Не прекращая нагревания, выньте конец газоотводной трубки из воды, при необходимости замените наконечник и соберите кислород еще в 2 сосуда способом вытеснения воздуха.

Уравнение реакции разложения KMnO₄:

………………………………………………………………………………………………………….

Для получения О₂ в лаборатории также можно использовать следующие процессы: ………………………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………………………………..

Дорисуйте все недостающие детали установки, сделайте подписи.

Тип всех окислительно-восстановительных реакций получения О₂: ………………

Опыт 2Л-Д. Свойства кислорода

а) В ложечку для сжигания веществ положите немного порошка красного фосфора (со спичечную головку), подожгите его в пламени спиртовки и внесите в сосуд с О₂ (собранным методом вытеснения воздуха). Когда интенсивность горения уменьшится, ложку перенесите в ванночку с водой (погасите остатки фосфора), а банку закройте стеклом. В банку прилейте немного дист. воды с добавлением лакмуса или метилоранжа, хорошенько встряхните.

б) Аналогичный опыт проделайте с кусочком серы.

Уравнения реакций горения серы и фосфора, взаимодействия продуктов горения с водой: …………………………………………………………………………………………..

…………………………………………………………………………………………………………

Интенсивность горения веществ в кислороде выше, так как ………………………

в) В ложечку для сжигания положите уголек, раскалите его в пламени спиртовки и внесите в сосуд с О₂. Затем прилейте в сосуд известковую воду и встряхните.

Уравнения происходящих реакций:

…………………………………………………………………………………………………………..

…………………………………………………………………………………………………………..

…………………………………………………………………………………………………………..

г) На конце лучины укрепите стальную иглу. На острие иглы наколите ~ 1 см спички. Подожгите спичку в пламени спиртовки и внесите в сосуд с О₂ (собранным методом вытеснения воды).

Уравнение реакции (образуется смешанный оксид): …………………………………

д) В пробирку поместите ~ на 1-2 см по высоте крист. KNO₃. Подготовьте по небольшому кусочку угля и серы.

Пробирку с KNO₃ закрепите в штативе наклонно, нагревайте сначала по всей длине, затем у дна. Когда соль расплавится, переведите пробирку в вертикальное положение, продолжая нагревать до появления пузырьков газа. Кусочек угля накалите в пламени спиртовки (с помощью щипцов), бросьте в расплав соли, нагревание прекратите. Когда уголек почти сгорит, добавьте в пробирку кусочек серы (не наклоняться над пробиркой!).

Уравнение реакции разложения KNO₃: …………………………………………………

Сера и уголь сгорают так интенсивно, т.к. ……………………………………………...

…………………………………………………………………………………………………………..

Используемая в опыте смесь применяется ……………………………………………

Опыт 3Л. Получение озона

Возьмите 2 пробирки, в одну из них поместите немного ВаО₂, в другую ~ 2 мл конц. серной кислоты. Охладите обе пробирки. Влейте кислоту при перемешивании в пробирку с пероксидом и снова охладите в кристаллизаторе со льдом. Отметьте запах (осторожно!). Поднесите к отверстию пробирки влажную иодкрахмальную бумагу.

Уравнения реакций: ……………………………………………………………………….. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

Опыт 4Л. Получение пероксида водорода

Несколько крупинок Na₂O₂ растворите ~ в 5 мл воды, охладите, добавьте по каплям серной кислоты (разб.) до слабокислой реакции (проба лакмусовой бумажкой). Реакционную смесь испытайте действием KI в присутствии крахмального клейстера.

Уравнения реакций получения Н₂О₂ и взаимодействия его с KI:

…………………………………………………………………………………………………………..

Реакция с KI в присутствии крахмала является ……………………………. на Н₂О₂.

Опыт 5Л. Каталитическое разложение Н₂О₂

В пробирку с небольшим количеством раствора Н₂О₂ бросьте несколько крупинок МпО₂. Испытайте выделяющийся газ тлеющей лучиной.

Уравнение реакции:…………………………………………………………………………

Вывод: МпО₂ выполняет роль ………………………..……… при разложении Н₂О₂.

Опыт 6Л. Окислительные свойства Н₂О₂

Возьмите 2 пробирки. В одну из них поместите ~ 2 мл раствора нитрата свинца, в другую – столько же раствора соли хрома(III). В первую прилейте равный объем раствора сульфида натрия, нагрейте до кипения, слейте жидкость с осадка и прилейте к нему ~ 3 мл 3% раствора Н₂О₂, слегка подогрейте смесь. Во вторую добавьте раствор NaOH до растворения осадка, а затем добавьте раствор Н₂О₂.

Уравнения реакций (наблюдения):

Pb(NO₃)₂ + Na₂S → ……………………………………….. (……………….…………………)

PbS + H₂O₂ → ………………………………………………….(……………..…………………..)

Cr(NO₃)₃ + NaOH → ……………………………………………( …………..……………………)

Na[Cr(OH)₄] + H₂O₂ + NaOH → Na₂CrO₄ + ……………… (…………………………………)

Пероксид водорода в данных ОВР играет роль …………………………………..

Стандартные потенциалы Н₂О₂ как окислителя в кислой и щелочной средах:

φ⁰_Н2О2/Н2О = 1,764 В

φ⁰_Н2О2/ОН- = 0,936 В

Вывод: более сильные окислительные свойства Н₂О₂ проявляет в ……………. среде.

Опыт 7Л. Восстановительные свойства Н₂О₂

Возьмите 2 пробирки. В одну из них поместите 2-3 мл раствора нитрата серебра, в другую – 1-2 мл конц. р-ра КМпО₄. В 1-ю добавьте по каплям раствор аммиака (до исчезновения мути, но без избытка) и 3% раствор Н₂О₂ до образования осадка металлического серебра.

Во 2-ю – 2 мл раствора серной кислоты и 2 мл раствора Н₂О₂. Проверьте выделяющийся газ в пробирках тлеющей лучинкой.

Уравнения реакций:

…………………………………………………………………………………………………………..

…………………………………………………………………………………………………………..

Вывод: пероксид водорода в данных реакциях выполняет функцию ……………..

Стандартный потенциал: φ⁰_Н2О2/О2 = 0,694 В.

Вывод: активность Н₂О₂ как окислителя ………………... , чем восстановителя.

Опыт 8Л. Отбеливающее действие Н₂О₂

Небольшой кусочек темноокрашенной шерстяной ткани или ниток поместите в пробирку с 3% раствором Н₂О₂ и оставьте на некоторое время.

Вывод: Н₂О₂ можно применять …………………………………………………………...